專利名稱：單晶片腔室中的無輻射率變化泵送板套件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概括地說涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及在單個(gè)晶片腔室中的無輻射率變化的泵送板(pumping plate)套件。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相沉積通常被稱為“CVD”，是用于在半導(dǎo)體晶片上沉積薄層材料的多種工藝中的一種，它可以基于熱、等離子體、或光輔助分解、或化學(xué)反應(yīng)。例如，為了以CVD工藝加工晶片，在腔室中設(shè)置一個(gè)基座，該基座被配置成用以安放晶片。晶片通常借助自動(dòng)機(jī)械葉片(robot blade)放置在基座上和從其上移開，并且晶片在加工期間由基座所支撐。在這些典型的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，基座和晶片在加工前被加熱到200-650℃間。一旦晶片被加熱到合適的溫度，加工流體(通常為氣體)就通過氣體歧管被引入到腔室中，該氣體歧管通常位于晶片上方。加工氣體在與被加熱的晶片表面接觸時(shí)有熱分解并且在其上沉積一薄層材料。
晶片加工的主要目的是從每個(gè)晶片上獲得盡可能多的有用電路小片(dies)。有許多因素影響到從被加工的每個(gè)晶片上所獲得的電路小片的最終產(chǎn)量。這些因素包括加工變量(其影響到沉積在晶片上的材料層的厚度和均勻度)以及顆粒污染物(其附著到晶片上并污染一個(gè)或多個(gè)電路小片)。在CVD和其它工藝中，這些因素都必須受到控制以令得自每個(gè)晶片的電路小片產(chǎn)量最大化。
在沉積過程中，黃色或黑色粉末易于在腔室內(nèi)部積累(如在泵送板和面板上)，這將引起腔室內(nèi)輻射率的變化并進(jìn)而引起溫度變化。在加工一定數(shù)量的晶片后，輻射率的變化將使得工藝從一個(gè)晶片到另一個(gè)晶片不連續(xù)。因此，現(xiàn)有技術(shù)缺乏有效的能防止輻射率變化、從而改進(jìn)工藝均勻性的裝置或加工系統(tǒng)，因而是有缺陷的。此外，現(xiàn)有技術(shù)缺乏有效的設(shè)置晶片加熱器周圍均勻的熱邊界條件的手段、從而改善優(yōu)化的膜厚均勻度，因而是有缺陷的。本發(fā)明則滿足了本技術(shù)領(lǐng)域中這些長久以來的需要和需求。

發(fā)明內(nèi)容
在此提供的本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于單個(gè)晶片腔室中的無輻射率變化的泵送板套件(kit)。該套件包括一種頂部開口泵送板，其中對氣流沒有限制。該套件可進(jìn)一步包括裙板和/或第二級阻塞板(secondstage choking plate)。該裙板可繞晶片加熱器安裝，處于晶片加熱器的下方，或在腔室內(nèi)部沿著腔室主體，而阻塞板則順著吹掃用氣流安裝于頂部開口泵送板的下游。
此處公開的無輻射率泵送板套件可以部分地通過提供吹掃用氣體以防止在腔室上形成殘余物或粉末、從而防止在該腔室中的輻射率變化，而被用來防止腔室內(nèi)的輻射率變化。更具體地說，氣體吹掃可從底部吹掃或從噴射頭開始流動(dòng)。而且，即使有氣體吹掃，也可能發(fā)生粉末的形成。因此，為了減少在泵送板和面板上的粉末的形成，希望使得對于氣體的暴露最小化，即通過使用上述頂部開口的泵送板套件，從而可便利地使氣體在泵送板和面板之間流出。該套件也被用于在加工過程中提供最佳的膜厚均勻度。
本發(fā)明進(jìn)一步揭示了一種具有后部裙板的泵送板，該后部裙板用于吸收從基座輻射出來的熱量。所述泵送板在裙板上具有晶片加載槽口，其面對加工腔室中的晶片加載結(jié)構(gòu)(狹縫閥)。從基座輻射出的熱量穿過所述泵送板中的晶片加載槽口而進(jìn)入狹縫閥。狹縫閥的作用是與腔室內(nèi)部的其它區(qū)域相比吸收更多的來自基座的熱。基座在狹縫閥的區(qū)域內(nèi)接收到較少的反射熱，作為一個(gè)結(jié)果，就是基座在該區(qū)域內(nèi)較冷。未被均勻加熱的基座可以影響到在晶片上的膜沉積，并且為了補(bǔ)償而將一裙板附加到泵送板上。該裙板被開有窄槽即具有孔，以便通過裙板改善對從基座輻射出的熱量的吸收。裙板減少從腔室壁反射回到基座的熱量，而且這具有平衡損失到狹縫閥中的熱量的效果。借助熱平衡的基座，可以導(dǎo)致在晶片上有均勻沉積的膜。
根據(jù)下面用于揭示本發(fā)明的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它進(jìn)一步的方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見。


因此為了使本發(fā)明(其中包括上述的和將變得清楚的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和本發(fā)明的目標(biāo))能夠被詳盡理解，參考特定實(shí)施例而對以上簡單概述的本發(fā)明進(jìn)行特別的描述，其中特定實(shí)施例以附圖進(jìn)行說明。這些附圖構(gòu)成本說明書的一部分。然而應(yīng)該指出，附圖是說明本發(fā)明的實(shí)施例的，因此不能被認(rèn)為是限定了本發(fā)明的范圍。
圖1顯示使用標(biāo)準(zhǔn)泵送板的30微米摻雜的多晶硅循環(huán)，表明清除大約滯后10微米。
圖2顯示使用標(biāo)準(zhǔn)泵送板時(shí)均勻度為1.37％?，F(xiàn)有技術(shù)的泵送板沒有頂部的開口而只有孔。吹掃用的氣體在泵送過程中穿過這些孔。
圖3顯示一個(gè)頂部開口泵送板，其厚度均勻度為0.79％。該圖表明使泵送板開口改善了均勻度。
圖4是POLYGen腔室100的橫斷面視圖，該腔室包括泵送板通道環(huán)101、面板102、阻隔板103、腔室蓋104、腔室主體105、具有頂部開口的泵送板106。所述泵送板通道環(huán)起到第二級阻塞板的作用。吹掃用氣體從腔室的底部或頂部進(jìn)入泵送板。氣體借助于上述頂部開口而自由地流出腔室。
圖5是頂部開口泵送板106的三維視圖。
圖6是一個(gè)均勻的阻塞板的三維視圖，其中孔是均勻隔開的101。
圖7是表1中所包含數(shù)據(jù)的曲線圖，該圖表明在晶片加工過程中使用本發(fā)明所公開的泵送板套件，隨著硅的總沉積接近21微米，均勻度和厚度保持相同。
圖8A是加工腔室的一個(gè)實(shí)施例的橫斷面視圖，該加工腔室包含一個(gè)具有裙板的泵送板。
圖8B是一個(gè)基座和鄰近一個(gè)狹縫閥(slit valve)的泵送板區(qū)域的橫斷面視圖。
圖8C是鄰近所述泵送板的一個(gè)晶片裝載槽口的裙板邊緣的例圖。
圖8D是一個(gè)泵送板的實(shí)施例的例圖，該泵送板在裙板上具有不均勻的窄槽。
圖8E是在泵送板裙板中的孔的一個(gè)實(shí)施例的例圖。
圖8F是在泵送板裙板中的孔的另一個(gè)實(shí)施例的例圖。
圖8G是在泵送板裙板中的孔的又一個(gè)實(shí)施例的例圖。
圖9A是一個(gè)具有短裙板的泵送板的實(shí)施例的三維視圖。
圖9B是所述具有短裙板的泵送板的實(shí)施例的橫斷面視圖。
圖10A是一個(gè)窄槽的例圖，該窄槽是底部尖削的孔。
圖10B是一個(gè)窄槽的例圖，該窄槽是平底孔。
圖10C是一個(gè)窄槽的例圖，該窄槽是有螺紋的平底孔。
具體實(shí)施例方式
此處公開的是無輻射率變化的泵送板套件，其用于防止晶片加工過程中的輻射率變化，該輻射率變化會(huì)導(dǎo)致工藝偏差和顆粒。在此同樣解決了諸如在腔室內(nèi)形成粉末和粉末堵塞泵送孔的問題。
在用于硅沉積的現(xiàn)有技術(shù)中，使用了標(biāo)準(zhǔn)泵送板，其具有泵送孔以使氣體流過。圖2顯示使用標(biāo)準(zhǔn)泵送板時(shí)均勻度為1.37％。在沉積過程中，黃色或黑色粉末傾向于在泵送板和面板上積累，這會(huì)引起腔室內(nèi)輻射率的變化，進(jìn)一步引起溫度變化。為了改善均勻度并且同時(shí)防止輻射率變化，在本發(fā)明中采用了頂部開口的泵送板(參見圖5)。在該泵送板的頂部完全打開時(shí)，吹掃用的氣體可以容易地流如泵送通道，并進(jìn)一步從腔室內(nèi)除去粉末。圖3顯示借助頂部開口泵送板，厚度均勻度為0.79％。該圖表明使泵送板開口改善了均勻度。
而且在沉積過程中，晶片加熱器傾向于和腔室主體相互作用，這引起熱損失。為減少熱損失從而改善加熱器的可靠性和壽命設(shè)置了裙板，其圍繞加熱器、在加熱器下方或在腔室內(nèi)部沿著腔室主體。裙板防止加熱器和腔室主體直接相互作用，且使得從一個(gè)腔室到另一個(gè)腔室的工藝條件更加均勻，因此在晶片加熱器周圍提供相同的熱邊界條件，并導(dǎo)致最優(yōu)的膜厚均勻度。
用于沉積硅的現(xiàn)有技術(shù)方法的另一個(gè)問題是由于高沉積溫度，腔室總是處于高壓下，這使得難以控制出口氣流的均勻度。因此為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明采用了具有被減小的開口的第二泵送板，其順著吹掃用氣流安裝在頂部開口泵送板的下游(參見圖4中的泵送板通道環(huán))。該第二泵送板起到阻塞作用，以便使出口氣體泵送均勻，從而確保在晶片上有最佳厚度均勻度。該阻塞板可以是均勻的(參見圖6)或非均勻的。均勻的阻塞板具有均勻間隔開的孔，而非均勻的板則在一個(gè)區(qū)域的孔較多，而在另一個(gè)區(qū)域的孔較少。
作為一個(gè)特定的示例，在本發(fā)明的一個(gè)方面公開了包含上述無輻射率變化泵送板套件的加工腔室。所述腔室被稱作POLYGen腔室100，其包括腔室主體105、腔室蓋104、頂部開口泵送板106、泵送板通道環(huán)101(即第二級阻塞板)、面板102、和阻隔板103(參看圖4)。裙板(未示出)可繞晶片加熱器(未示出)安裝，位于該晶片加熱器的下面，或是在腔室100內(nèi)沿著腔室主體105安裝，并位于泵送板106的下面。所述無輻射率變化泵送板套件允許兩級泵送在第一級，頂部開口泵送板106使得泵送過程與標(biāo)準(zhǔn)泵送板相比更自由并更快捷。借助于從腔室100的底部流進(jìn)頂部開口泵送板106的吹掃用氣體，減少了在泵送板106上和面板102上的粉末形成。在第二級，則通過第二泵送板對于出口氣體泵送起到阻塞作用，從而確保了晶片上的最佳厚度均勻度，其中該第二泵送板減少了頂部開口?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)的吹掃用氣體，如氮?dú)?、氬氣和氦氣?br> 此外，所設(shè)計(jì)的泵送通道提供了更大的區(qū)域來收集粉末，該更大的區(qū)域顯著地減少了粉末堵塞泵送孔的可能性。而且，所述無輻射率變化泵送板套件提供了在晶片加熱器(特別包括裙板)周圍的均勻的熱邊界條件，因此而使得在加熱器和周圍區(qū)域之間的條件一致。這導(dǎo)致有最佳的膜厚均勻度。
表1顯示得自一個(gè)無輻射率變化泵送板的測試結(jié)果，該泵送板具有頂部開口和第二級阻塞板。厚度均勻度的百分比越小，則均勻度就約好(0等于完全均勻)。圖7是包含在表1中的數(shù)據(jù)繪出的曲線。
表1得自泵送板(頂部開口具有第二級阻塞)的測試結(jié)果

簡略符號Dep.——沉積；U.——均勻度；Th.——厚度這顯示隨著總的硅沉積接近21微米，均勻度和厚度均保持相同。在晶片加工過程中使用此處公開的泵送板套件，對P型摻雜的多晶硅加工來說生產(chǎn)率得到了顯著提高，從每個(gè)干法清潔的腔室(每次腔室清潔90分鐘)5微米的總沉積達(dá)到每個(gè)清潔腔室的超過25微米的總沉積(參看圖1和7進(jìn)行比較)。隨著清潔頻率降低，系統(tǒng)產(chǎn)量得到提高。此處公開的泵送板套件防止了導(dǎo)致工藝偏差的輻射率變化。而當(dāng)無工藝偏差時(shí)，清潔就是不必要的。
如上所述，此處提供的本發(fā)明的一個(gè)方面是用于單個(gè)晶片腔室的無輻射率變化的泵送板套件。該套件包括頂部開口泵送板(泵送板)，其中此處對氣流無限制。該套件可進(jìn)一步包括裙板和/或第二級阻塞板。裙板可以繞晶片加熱器安裝，位于晶片加熱器下面，或在腔室內(nèi)部沿著腔室主體安裝，并且可以和泵送板是整體的。阻塞板可以順著吹掃用氣流安裝在泵送板的下游。阻塞板可具有均勻的或不均勻的孔。
晶片加工腔室的內(nèi)部會(huì)具有這樣的局部區(qū)域其反射熱的方式與其它區(qū)域不同。在加工腔室內(nèi)這種不對稱的熱反射對于將膜沉積到晶片上而言具有不利的影響。這種不對稱熱反射的一個(gè)后果可以是沉積到晶片上的膜具有不均勻的材料特性或不均勻的厚度。為使這些困擾晶片薄膜沉積的可能問題減至最少，可以將一個(gè)主體設(shè)置到晶片加工腔室的內(nèi)部。為此目的，本發(fā)明公開了一種主體，其具有特殊的幾何結(jié)構(gòu)如不對稱形狀以便以不均勻方式反射熱，從而在恰當(dāng)?shù)叵鄬τ谏鲜鼍植繀^(qū)域調(diào)整后，可以補(bǔ)償這種內(nèi)部的不均勻熱反射。
這樣的主體可以是一種具有裙板的泵送板，其中裙板的幾何形狀是不對稱的。本發(fā)明公開了一種不對稱的裙板，其可以提供圍繞基座的均勻的徑向熱邊界條件(均勻的徑向熱邊界)，以及在整個(gè)基座內(nèi)的均勻溫度?；梢允侵行募訜崾降?，使得熱可以流向基座邊緣，基座溫度隨著靠近邊緣而下降。均勻的熱邊緣意味著一個(gè)圓形的基座在任何徑向位置、對于任何處于該半徑上的圓周點(diǎn)來說，具有均勻的溫度，即均勻的徑向熱分布曲線。此外，泵送板可具有在整體上即在整個(gè)泵送板上下降的熱分布曲線，并且在該熱分布曲線中的溫度在加工過程中具有改善的均勻度。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述泵送板可具有集成的裙板(即泵送板和裙板是一體的)，其包含孔如穿過裙板的槽以及減小的裙板長度(短裙板)，而且其中可從晶片裝載區(qū)(晶片通道槽口)完整地除去一部分裙板。在裙板中的通孔可以是圓的、橢圓的(窄槽)，或者各種其它形狀。泵送板被設(shè)置在加工腔室中而使得裙板被正確地對準(zhǔn)，以便平衡從被加熱基座到狹縫閥的輻射的作用(相對于基座對不鄰接該狹縫閥的區(qū)域的輻射)。
圖8A是包含泵送板的加工腔室的一個(gè)實(shí)施例的橫斷面視圖，該泵送板有裙板，裙板上有窄槽。圖8B是一個(gè)基座和鄰近一個(gè)狹縫閥的泵送板的橫斷面視圖。圖8C是該泵送板的裙板的邊緣的例圖。參考圖8A，在加工腔室800例如POLYGen腔室內(nèi)，可借助工藝?yán)鏑VD將薄膜涂層沉積在晶片802上。可利用掩埋在基座806中的加熱元件804/或定位在基座底部810附近的加熱棒808，由基座806來加熱晶片802。結(jié)果作為薄膜沉積工藝的一部分，晶片802在加工過程中被加熱。在晶片加工之后，基座806和基座底部810可被降低并且浮置在基座806內(nèi)的定位銷(未示出)可被平移，從而使晶片802抬高脫離基座806，以便從加工腔室800中拆卸自動(dòng)機(jī)械葉片(未示出)。
在加工過程中，熱可通過傳導(dǎo)而向外朝著表面和朝著基座806的外徑方向流動(dòng)，從而輻射到腔室內(nèi)部816。這種來自基座806朝向外部的熱流的任何不均勻度都會(huì)產(chǎn)生對于晶片802來說不均勻的加熱環(huán)境。而在晶片802上的不均勻加熱會(huì)使得所施加的涂層不均勻。
加工腔室816的內(nèi)部容積并不具備均勻的幾何形狀來接收來自基座806的輻射熱。正因?yàn)槿绱耍庸で皇覂?nèi)部816在不同的位置可以吸收不同的輻射熱，該加工腔室內(nèi)部可從這些不同的位置提供不同的熱量來反射回到基座806上。結(jié)果，熱會(huì)以在基座806上一點(diǎn)位置與另一點(diǎn)位置彼此不同的速率來離開基座806。泵送板812的一個(gè)用途是繞基座806提供一種熱約束，其使得在基座806的邊緣807處或其附近離開的熱量總和更為均勻。泵送板812的形狀被設(shè)計(jì)用來補(bǔ)償加工腔室800內(nèi)不同的幾何形狀，其設(shè)計(jì)為在圍繞泵送板812的不同位置處，吸收、傳遞或反射來自基座806的不同的熱輻射。結(jié)果是使來自基座的凈熱損失因輻射到加工腔室內(nèi)部816的不同區(qū)域而平衡，其中為了補(bǔ)償，泵送板812的幾何形狀沿著周邊是不同的。
特別參考圖8B，在沒有供補(bǔ)償用的泵送板812幾何形狀時(shí)，借助到達(dá)標(biāo)記為狹縫閥818(其為一個(gè)在晶片加工腔室內(nèi)部816、用以從加工腔室800裝載或卸載晶片802的開口)的局部區(qū)域的輻射，可從基座806更快速地放出熱量。穿過晶片裝載槽口821、然后到達(dá)狹縫閥818的從基座806輻射的熱，可在兩個(gè)相對的狹縫閥表面824和825之間反復(fù)地反射。這樣反射的結(jié)果可以導(dǎo)致狹縫閥818內(nèi)部的熱吸收因一定程度上的黑體吸收而增加。在狹縫閥區(qū)域818內(nèi)增加的熱吸收會(huì)導(dǎo)致反射到基座806上的輻射減少。由于吸收更大而反射更小，就會(huì)發(fā)生在鄰近狹縫閥818的基座806區(qū)域的熱流速率更高的現(xiàn)象。
對泵送板812附加裙板822可以吸收熱并提供針對來自基座806的熱輻射的圓形屏障，即熱邊界。具有窄槽828的裙板822可以吸收甚至更多的來自基座806的輻射熱，并進(jìn)一步限制基座的熱量從腔室內(nèi)壁814反射回到基座806。正因?yàn)槿绱耍卩徑拱?22的區(qū)域，熱會(huì)以更高的速率離開基座806。因此如果裙板的窄槽828被設(shè)置在與狹縫閥818大致軸向上相同的位置(但不鄰近狹縫閥818，這是因?yàn)榫b載槽口821鄰近狹縫閥818)，裙板822因此就可以為基座806實(shí)質(zhì)上補(bǔ)償損失到狹縫閥818中的熱量。
為泵送板812所吸收的熱可通過成形為環(huán)狀的泵送板凸緣817而傳導(dǎo)至腔室外殼814中的溫度較低的區(qū)域(即水冷卻區(qū)域815)。應(yīng)記住，裙板822是圍繞泵送板812周邊設(shè)置的，除了在狹縫閥818處之外(在此處要求可到達(dá)晶片802)。因此開有窄槽的裙板822可以增加對來自基座806的熱的吸收，從而在狹縫閥818處平衡黑體吸收效應(yīng)，導(dǎo)致在基座806周邊有更均勻的熱邊界。
通過利用裙板822中的開口或孔828——其中圖示為垂直的橢圓形通孔(垂直窄槽)828，可以增大裙板822的吸收效率。垂直的橢圓形指的是上述窄槽的橢圓長軸位于垂直(軸向)方向。一部分從基座806輻射出的熱可以穿過垂直窄槽828傳遞。穿過垂直窄槽828的輻射熱可以由形成窄槽828的側(cè)壁表面831吸收。一部分投射到側(cè)壁表面831的熱會(huì)被吸收而有一部分則被反射。有些從側(cè)壁表面831反射的熱會(huì)投射到對面的側(cè)壁831上從而被進(jìn)一步吸收和反射。這種未被吸收的熱在窄槽側(cè)壁表面831上的連續(xù)反射的結(jié)果，仍然會(huì)是一種供裙板822增大吸收熱的黑體效應(yīng)。
為了有效地補(bǔ)償，垂直窄槽828的總面積可以近似等于狹縫閥818的局部面積，其中狹縫閥818是連通加工腔室內(nèi)部816的開口。對于圓形的加工腔室內(nèi)部816，這樣一種狹縫閥818的面積可以由兩個(gè)狹縫閥表面824和825之間的距離來限定，此時(shí)該面積可在從腔室軸832到狹縫閥818形成的半徑R、30°-120°范圍的弧度上變化，其中狹縫閥818與腔室內(nèi)壁814相匹配。
參考圖8C，在一個(gè)加工300毫米晶片的實(shí)施例中，窄槽828的幾何形狀可具有長軸(垂直軸840)和短軸(水平軸842)，其中長軸對短軸的比率可以等于或大于1(即長軸/短軸＝1)。窄槽828可以環(huán)繞裙板822均勻地分隔開，其中窄槽828之間的間距844可以在約0.1-0.5英寸的范圍內(nèi)。對于垂直窄槽而言，窄槽的長軸(垂直軸)可近似等于0.50英寸，而窄槽的短軸則約為0.25英寸。窄槽828可被設(shè)置在裙板822中，而使得當(dāng)泵送板812被安裝在加工腔室800內(nèi)的時(shí)候，窄槽828可以近似與狹縫閥818在同一水平上(相同的軸向位置)。也就是說，每個(gè)垂直窄槽的后端827和前端829分別與從表面824及825延伸出的直線833及834在同一水平上(圖8B)。裙板822的內(nèi)徑范圍約為12-15英寸，而晶片通道槽口的范圍約在30-120度之間。裙板822的厚度約為0.25英寸，且裙板的軸向長度(L)約為1.0英寸，其中該裙板長度要長到足以允許窄槽828的位置與狹縫閥818處于同一水平上(圖8A和8B)。
泵送板812與開有窄槽的裙板822一起來定尺寸，可以使得從加工腔室內(nèi)壁814反射回來的熱最小化。這樣就讓鄰近基座邊緣807的區(qū)域內(nèi)的增加的熱損失不會(huì)接近狹縫閥818。結(jié)果由泵送板812、尤其是在裙板822中所吸收的熱量可以平衡從基座806直接輻射到狹縫閥818中的熱量的局部影響。
然而，裙板822和窄槽828的幾何外形的設(shè)計(jì)可以經(jīng)過處理，以便補(bǔ)償加工腔室816(而不僅是狹縫閥818)內(nèi)任何幾何外形變化的影響。再參考圖8A，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，應(yīng)當(dāng)保持垂直窄槽828之間的間隔。這樣是為了提供足夠的面積來傳導(dǎo)在裙板822的后端(其圍繞窄槽828并朝向泵送板凸緣817)處吸收的熱，而沒有瓶頸現(xiàn)象即不提升溫度。進(jìn)一步要求裙板822的厚度為側(cè)壁表面831提供足夠的面積，以便吸收穿過窄槽822的輻射熱并且全面地通過裙板822向凸緣817傳導(dǎo)熱。
還是如圖8B所示，當(dāng)泵送板812被組裝到加工腔室800的時(shí)候，可以定位裙板中的各孔(此圖中為窄槽)，使其大致與狹縫閥818在同一水平上(軸向)。這可能意味著裙板822中的垂直窄槽828的后端可以近似處于與狹縫閥818的底部表面(底面)824相同的軸向位置833。垂直窄槽834的前端可以被設(shè)置在大致處于與狹縫閥818的頂部表面825相同的軸832(圖8A)上的位置。這樣就使窄槽828整體上與狹縫閥818的開口處于同一水平上，然而，由于晶片裝載要求(其首先產(chǎn)生這種局部熱吸收條件)，在鄰近狹縫閥818的區(qū)域，從周邊上除去裙板822和窄槽828從而形成晶片裝載槽口821。
圖8D是非均勻窄槽間隔的例圖。為了補(bǔ)償加工腔室內(nèi)部816的任何非對稱特征，在鄰近那些局部內(nèi)部特征的周邊裙板822的位置上，可以均勻地增加或減小、或非均勻地增加或減小窄槽828的間隔。不同的特征可以是一種幾何形狀或一個(gè)表面溫度。也就是說，在加工過程中出現(xiàn)于內(nèi)部腔室壁814(圖8A)而非狹縫閥818上的局部的熱點(diǎn)或冷點(diǎn)，也可以用適當(dāng)?shù)娜拱?22的設(shè)計(jì)來補(bǔ)償。
如圖8E-8G所示，應(yīng)認(rèn)識到，用于裙板822中的熱吸收孔的形狀可以有多種不同形狀或不同形狀的組合，其中這些形狀可以是通過綜合考慮所需表面面積與加工成本來決定的。除了橢圓形835和圓形834外，也可考慮其它形狀，如正方形836、矩形838、三角形840，或甚至是由非對稱性的曲線形成的開口842。
圖9A是具有短裙板的泵送板的一個(gè)實(shí)施例的三維視圖。圖9B是該具有短裙板的泵送板的一個(gè)實(shí)施例的橫斷面視圖。裙板922和多個(gè)孔(此例中為垂直窄槽928)可以平衡由加工腔室內(nèi)部816中的不均勻條件所導(dǎo)致的較高或較低的熱吸收的局部影響(圖8A)。然而，同樣重要的是使加工過程中泵送板912內(nèi)的溫度最低。除了較低的泵送板912的溫度之外，在加工過程中溫度的均勻性也是重要的。在加工過程中降低泵送板912的溫度可以減小泵送板912的材料將雜質(zhì)添加到腔室加工800中(圖8A)、從而污染晶片或正在沉積的晶片膜的可能性。泵送板912可以由鋁制造，其可具有陽極氧化涂層，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白可以使用其它材料如不銹鋼。泵送板912中的較高溫度可使泵送板912上的涂層、如陽極氧化的涂層龜裂或剝落(如果使用的話)。而在下面無遮蔽的金屬暴露時(shí)，某些金屬可能就會(huì)飛落變?yōu)槲廴疚铩?br> 參考圖9B，當(dāng)與設(shè)置完整的水平槽口相反、在晶片通道槽口928處除去部分裙板926(以虛線表示)時(shí)，熱量不必環(huán)繞窄槽924流經(jīng)929到達(dá)凸緣917。這樣的熱流會(huì)在晶片通道槽口928附近的各窄槽930之間的瓶頸區(qū)域產(chǎn)生“熱點(diǎn)”。除去裙板922的這一部分926，就使得熱量不被該區(qū)域所吸收、且因此而不會(huì)附加到窄槽附近區(qū)域932的熱流中——而這會(huì)提高溫度。此外，在后端830處的晶片通道槽口821打開時(shí)，裙板的整個(gè)長度L可被縮短(短裙板)。這樣就允許根據(jù)孔的尺寸來決定裙板的長度L，此處窄槽的長軸必須和狹縫閥818對齊(圖8B)。這種裙板窄槽與狹縫閥在軸向上的對齊，以及窄槽的面積近似等于狹縫閥的面積，是一種經(jīng)驗(yàn)法則，其可以為進(jìn)入狹縫閥818內(nèi)的熱損失提供近似的補(bǔ)償。
處于本領(lǐng)域技術(shù)人員能力范圍之內(nèi)的是確定在垂直窄槽930之間的距離s，從而使得熱流令裙板922內(nèi)的溫度最低。該距離s可以是均勻的、均勻變化的、非均勻變化的，或者可以用各種其它方式來定間隔，以供裙板922均勻加熱。
可以通過針對熱吸收提供較小的表面積、并對于由基座806(前面的圖8A)直接輻射到腔室部分內(nèi)壁(未示出)的熱提供屏蔽，來確定裙板922的長度L的尺寸，以便降低泵送板912內(nèi)的溫度。作為這種幾何形狀的一個(gè)結(jié)果，泵送板912可以被保持在近似低于250℃的溫度，其中當(dāng)加工腔室工作在大致為550-800℃溫度范圍內(nèi)時(shí)，泵送板912的溫度均勻地處于約±30℃之內(nèi)。
圖10A-10C是不穿透裙板1022的裙板窄槽的各可替換實(shí)施例的例圖。圖10A是窄槽1028的例圖，該窄槽是一種底部尖削的孔。圖10B是窄槽1030的例圖，該窄槽是一種平底孔。圖10C是一個(gè)窄槽的例圖，該窄槽是一種帶螺紋的平底孔1032。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)窄槽1028、1030、和1032可以不完全穿透裙板1022，并且其中當(dāng)泵送板被安裝到加工腔室后，窄槽開口1028、1030和1032可面對基座(圖8A)。對于裙板1022來說，有可能利用不穿透裙板1022的窄槽1028、1030和1032而起作用，然而，可制造性和獲得最大側(cè)壁表面積831(圖8B)的益處，可能使得這種設(shè)計(jì)相反不如穿透裙板1022的孔的設(shè)計(jì)可取。
此處公開的無輻射率變化的泵送板套件，通過對腔室提供氣體吹掃來防止殘余物或粉末形成于泵送板和面板上、從而防止腔室中的輻射率變化，可用于防止在晶片加工過程中的輻射率變化。泵送板也可以被用于改善晶片加工過程中的薄膜厚度和薄膜材料特性均勻度，其中從被加熱的基座上更為均勻地去除熱量。這樣的熱均勻度可以由圍繞基座所提供的均勻的熱邊界條件產(chǎn)生，其可導(dǎo)致在晶片上沉積均勻的膜。泵送板可具有降低的平均工作溫度，以及對泵送板來說更為均勻的工作溫度，而在加工腔室中，較少可能會(huì)有來自基底金屬的金屬污染。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于理解的是，本發(fā)明良好地適應(yīng)于實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，并獲得所述的及那些其中固有的結(jié)果和優(yōu)點(diǎn)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在實(shí)踐本發(fā)明的過程中可做出不同的修改和變化，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到其中的改變和其它用途被包含在本發(fā)明的精神內(nèi)，如權(quán)利要求的范圍所定義的那樣。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括具有裙板的泵送板，其中所述裙板包括多個(gè)孔和一個(gè)晶片通道槽口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述晶片通道槽口在所述裙板的邊緣開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔是通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括加工腔室；狹縫閥，其中所述泵送板被設(shè)置在所述加工腔室中，所述晶片通道槽口鄰近所述狹縫閥，且所述的多個(gè)孔具有的軸向高度近似等于所述狹縫閥的軸向高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔處在和所述狹縫閥相同的軸向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔具有的軸向高度對孔寬度的比率近似大于或等于1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔的總面積近似等于狹縫閥的面積，其中所述狹縫閥對加工腔室的內(nèi)部開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)基座加熱器的溫度處于約為550-800℃的范圍內(nèi)時(shí)，所述泵送板能夠維持約在250℃以下、±30℃的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔是均勻地間隔開的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔是不均勻地間隔開的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔包括一個(gè)以上的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔中的一個(gè)以上的形狀選自下列一組，其包括圓形、橢圓形、矩形、正方形和不均勻曲線。
13.一種裝置，其包括晶片加工腔室；處于所述晶片加工腔室的內(nèi)部的局部區(qū)域，其反射的熱量小于所述內(nèi)部的剩余部分；安裝在所述內(nèi)部的主體，其不對稱地反射熱量，從而當(dāng)與所述局部區(qū)域?qū)R時(shí)，所述主體對所述局部區(qū)域的較低熱反射提供熱補(bǔ)償。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述局部區(qū)域是狹縫閥，而所述主體是具有多個(gè)孔的裙板。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其進(jìn)一步包括基座；基座加熱器；阻隔板，其中所述基座是由傳導(dǎo)至該基座表面的熱量來加熱的，而且其中作為所述的多個(gè)孔的位置和裙板形狀的結(jié)果，所述裙板不均勻地吸收被輻射的熱，從而對來自所述狹縫閥的降低的熱反射提供熱補(bǔ)償，并且提供圍繞所述基座的均勻的熱邊界。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括具有晶片通道槽口的裙板，該晶片通道槽口開口于所述裙板的后端，而使得加工過程中整個(gè)泵送板的溫度均勻。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括短裙板以使得整個(gè)泵送板的溫度被降低。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔經(jīng)過成形以改善圍繞所述基座的均勻的熱邊界。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述的多個(gè)孔具有多種形狀。
20.一種裝置，其包括加工腔室；基座；泵送板；裙板；以及通過補(bǔ)償在所述加工腔室內(nèi)的局部加熱的影響而產(chǎn)生圍繞所述基座的均勻邊界的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于降低在所述泵送板內(nèi)的溫度的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于提供所述泵送板的溫度均勻性的裝置。
23.一種裝置，其包括圓形基座；設(shè)置在所述基座上方的面板和阻隔板；基座加熱裝置；狹縫閥；泵送板；具有多個(gè)通孔的泵送板裙板；以及處于所述泵送板裙板內(nèi)的晶片通道槽口，其開口于所述泵送板裙板的一段邊緣上；所述裙板的長度被截短，以便在加工過程中使所述泵送板內(nèi)的溫度分布曲線下降。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中在所述裙板內(nèi)的所述多個(gè)通孔是經(jīng)過定位的，用于在加工過程中提供溫度均勻性。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述裙板是短裙板。
全文摘要
一種裝置，其包括泵送板(812)，該泵送板具有裙板(822)，其中該裙板包括多個(gè)孔(828)和水通道槽口，且其中這些孔取合適的尺寸并被安置以使得基座(806)被均勻地加熱。
文檔編號C23C16/455GK1610768SQ03801875
公開日2005年4月27日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者X·金, S·王, L·羅, H·胡, S·A·陳 申請人:應(yīng)用材料有限公司